认知无线网络路由协议的研究与NS仿真

2020-02-20湖南广播电视大学湖南网络工程职业学院湖南长沙市410004

石河子科技 2020年2期

（湖南广播电视大学（湖南网络工程职业学院），湖南长沙市，410004）

1 认知无线网络的发展研究

当今社会网络技术迅速发展，网络已成为世界发展的一项重要措施。而近年来无线技术的迅速发展使得无线的应用范围正不断扩大，无线技术的迅速发展就容易出现频谱资源缺乏的问题。当前频谱资源的严重缺乏很大程度上限制了我国无线应用的研究进展。同时频谱资源还是一种不可再生资源，世界各国对于频谱资源的需求量的不断增大使得频谱资源越来越供不应求，其价值与日俱增。而相关的调查研究表明，频谱资源在很多情况下都没有被充分的利用，当前急切地需要一种新的无线技术去满足实际应用过程中的需求，而认知无线电就是新兴的无线技术。认知无线电网络具有认知的功能，相比于传统的网络，这种新式的网络形式有着较强的学习能力，可以说是一种智能网络系统。认知无线电很早就运用到了无线通信的诸多领域，在后来的发展中，无线电网络进一步的深化应用，应用的范围不断加大，同时技术方面也在不断地进行革新，此外无线电概念的提出有着多种说法，美国联邦通信委员会也就此提出过对于无线电的认识，无线电具有很多的特点，特别是其对于环境的感知能力，对于环境变化有着一定的学习能力和自适应性，同时对于频谱资源的充分利用都使得无线电在后来的发展过程中得到了极大的发展契机，适应当代发展的需要。

2 认知无线网络的路由协定研究

认知无线电网络的研究对于现代网络的发展有着重要的意义，而相较于传统的无线网络来说，认知无线电网络与之有着较大的差异，而最为主要的区别就在于静态分配的频段，无线网络工作的频段会随用户工作的情况而发生变化，同时认知节点在接入授权频段时，是在相应的时机下接入的并不是随意进行接入的。认知节点在相应时机下接入的授权频段可以称作是频谱机会，而此特定的频段，即频谱机会是指特定时间、区域，以及在规定的使用规则下的某一特定频段，这一频段是无线网络路由的接入频段。在认知无线网络陆游的研究中需要考虑到频谱的选择，同时还要关注网络选路，认知无线网络路由协定的研究历史并不是很长，是不久前才兴起的，但也形成了一定的选路策略，供认知无线网络选路。认知网络选路的同时需要重点考虑频段分配，首先需要做的是对传统的路由进行深入的研究分析，从传统的路由中发现，之后需要对选路的结果进行相应的频谱搭配，同时还要进行相应的评估措施，从中选取最为合适路由进行使用。频谱的分配需要依据相应的方法对路由上的各个节点进行研究，关于其中的频谱机会进行深入的研究，需要从中得出一定的频谱分配方案。不仅如此，还需要在研究的过程中考虑到流量、频段切换时延等多方面的因素，需要对其中的数据流量进行观察，同时还需要感知相应的频段，但也有可能出现路由无法找到的问题，这也是该种方法的最大弊端。路由在多接口情况的环境之下，研究其对于路由协定的影响，据此可以了解到接口切换所带来的影响，主要是时间上的延迟以及操作上的改变等，同时指派会造成网络分区增多，由此一来路由的消耗也会有所增加，这就对指派提出了相关的要求，需要就指派的方式进行相关的协商，以求对路由协定进行更深入的分析。在认知的无线电网络之中，会出现一定的问题，其节点可以感知到多个频段，这就容易导致人们对此产生误解，主要可能误解为多信道网络，同时容易产生研究方法上的错误，即是基于控制信道的方法对无线网络路由进行相关的研究。这就是无线网络路由在研究的过程中所出现的误区，实际的应用过程中需要严格控制频段的选择，频段选择是极为复杂的，根据频段的变化性以及节点之间的频谱机会的不同进行研究分析。在对选路问题进行研究时，根据认知无线网络频谱使用中的独特性，需要考虑到无线网络路由选路的原则，根据选路原则进行深入的研究，同时还需要讨论选路中的相关路由技术，对无线网络选路的现有策略进行研究，最终要选出无线网络中的一条重要路由线路。网络路由协定分为先验式路由及反应式路由，此两种路由又分为多种路由形式，而Ad Hoc路由协定作为当前所使用的主要路由协定，将当前的路由协定进行了分类，总的来说，路由协定的研究关键在于节点的选择研究，路由协定的相关研究还需要很长时间的来进行，以求不断完善发展。

3 NS仿真平台的相关分析研究

路由协定的研究过程之中可以使用相关的场景来模拟仿真，仿真模拟相关的路由协定可以帮助进一步的对认知无线网络路由协定进行研究，对于同一场景可以多次的进行仿真模拟，有时可能会因为缺乏同样的频谱机会而最终导致路由协定的情况出现错误，甚至可能导致认知无线网络路由协定的模拟失败。实际的NS仿真模拟的应用过程中可以帮助我们认识到，路由的场景方面，即使是相同的路由场景，用户对于信道的占用情况不同，所造成的结果就是对于信道的占用时间也有着很大的差异，而我们根据用户在路由方面的开启时间的不同可以模拟出路由维持的时间长度也是不一样的。一般情况下，仿真模拟出的场景路由所维持的时间如果加长可至百秒，而短的话甚至可能仅仅持续数十秒。由此可见路由的维持时间波动十分剧烈。NS 仿真模拟通过对路由维护在处理设备的使用信道变化的过程中研究，帮助进行深入的模拟。而在实际的仿真模拟过程中，交互的次数可以由相应的器械进行显示，根据具体的设定过程我们可以知道，对于相邻节点的频谱检测，影响会在同一时间发生，因此协商是很容易进行的。对于路由维护的时间来说，路由协定对于路由信道切换大约在八次，但由于偶然的情况导致很多的后被信道被大量的消耗，甚至会被消耗完毕。根据仿真模拟的结果来看，路由的维持取决于用户，用户的状态好，路由的维护状况就会好得多，而根据初步分析来看，频谱的感知以及数据的传输都需要得到保证，而认知用户必须就此付出很大的代价，同时要求频繁的进行切换，在现实的应用过程中是比较困难的。总之，NS仿真模拟对于认知无线网络路由协定有着很大的帮助。